Warum das Grönland-Eis die Malediven früher verschwinden lässt

Auf der weltgrößten Insel Grönland liegt eine Kilometer-dicke Eisdecke. Sie schmilzt schneller als bisher angenommen und erhöht den Meeresspiegel. Doch die Computer-Simulationen gehen von zu niedrigen Annahmen aus. Entweder gleitet das Eis schneller auf dem felsigen Untergrund als angenommen. Oder es fließt überhaupt in sich. Und das birgt ein Drama: Es geht dann nicht mehr nur um Zentimeter. Die Prognosen des Weltklimaberichts über den Anstieg des Meeresspiegels werden von der Realität übertroffen. Niedrige Inseln wie die Malediven und tausende Kilometer Küstengebiete werden demnach früher untergehen als bisher angenommen.

Autor: Wolfgang Freisleben

Grönland und sein Eis: Potenzial für den Anstieg des Meeresspiegels um siebeneinhalb Meter

Grönland taugt bestens als Gradmesser für die Erderwärmung wie auch den Anstieg des Meeresspiegels in der Zukunft. Denn die weltweit größte Insel verfügt über einen dicken Eispanzer. Und dieser schmilzt.

Grönland birgt tiefgefroren immerhin das Potenzial für den Anstieg des Meeresspiegels um siebeneinhalb Meter im globalen Durchschnitt – theoretisch. Daraus lässt sich erahnen, dass nicht nur der Inselstaat Malediven in absehbarer Zeit im Meer versinken dürfte. Sondern auch Küstengebiete dasselbe Schicksal ereilen würde.

Gigantischer Eisschild ist 1,5 Kilometer dick

Der gigantische Eisschild Grönlands erstreckt sich heute mehr als tausend Kilometer von Osten nach Westen und zweieinhalbtausend von Norden nach Süden. Im Durchschnitt ist er 1,5 Kilometer dick. Dass diese Eismassen sich bewegen, ist nahezu unvorstellbar – aber Realität. Und diese Realität wurde bisher offenbar falsch eingeschätzt.

Man muss sich die größte Insel der Welt als einen Trog aus Felsen vorstellen. Wie „Die Zeit“ in ihrer Ausgabe vom 26. Juli 2018 berichtet, zeigen Höhenkarten, erstellt mit Daten aus Radarmessungen, im Landesinneren eine ziemliche Delle, ringsum entlang der Küsten verlaufen hingegen Bergketten. Nur wo diese Lücken aufweisen, können die Eisströme aus dem Landesinneren ins Meer gelangen.

Von „Auslassgletschern“ sprechen die Glaziologen. Sie sind die Pforten für Eisströme, die zu Eisbergen zerbrechen, hinaus aufs Meer treiben und dort schmelzen. Rund 240 solcher großer Auslassgletscher zählt Grönland. Allein auf das Konto der drei gewaltigsten von ihnen – Jakobshavn, Kangerlussuaq und Helheim – gehen 40 % des Verlusts an Eismasse.

Geschwindigkeit des Eises für Prognosen entscheidend

Fischer vor Eisbergen des Jakobshavn-Gletschers, dessen Geschwindigkeit sich vervierfacht hat.© Foto: Toby Adamson / Design Pics / Bildagentur-online

Der schnellste Gletscher Grönlands ist der Jakobshavn Isbrae, der mit 7 Kilometern pro Jahr dem Meer entgegen fließt. Forscher haben aus Satellitendaten ermittelt, dass der Gletscher sich 2012 sogar 17 Kilometer weiter bewegte. Er raste also mit 46 Metern pro Tag dahin.

„Er bewegt sich mit vier Mal höherer Geschwindigkeiten, als noch in den 1990er Jahren“, berichtete Ian Joughin von der University of Washington in Seattle. Das bedeutet, dass vom Gletscher immer mehr Eis ins Meer strömt.

Der Gletscher ist ein Riese. Er ist rund 700 bis 1300 m dick und schiebt jedes Jahr rund 50 Kubikkilometer Eis ins Meer. Sein Einzugsgebiet umfasst etwa 6,5 Prozent des Inlandeises. Die Masse der Eisberge, die sich pro Jahr von seiner Gletscherzunge ablösen, können eine Masse von 35 Milliarden Tonnen erreichen.

Forscher haben errechnet, dass das Schmelzwasser allein dieses Gletschers den Meeresspiegel weltweit von 2000 bis 2010 rund 1 Millimeter ansteigen liess. Über die 239 anderen gibt es keine Schätzungen.

Der Jakobshavn Isbrae ist von allen Eisgiganten des Nordens der Gletscher, der am häufigsten kalbt: Von seiner Gletscherzunge lösen sich zuweilen kilometergroße Eisberge und rutschen in den Ilulissat-Eisfjord an der Westküste Grönlands.

Manche dieser gekalbten Riesen gehen dann auf eine weite Reise. Ein ausgesprochen prominentes Exemplar eines solchen weitgereisten gekalbten Riesen vom Jakobshavn Isbrae soll jener Eisberg gewesen sein, der am 14. April 1912 die als unsinkbar geltende Titanic aufschlitzte und versenkte.

Verblüffende Geschwindigkeit des Gletschers

Ilulissat-Eisfjord an der Westküste Grönlands: Einer der kilometergroßen Eisberge soll im offenen Meer die Titanic aufgeschlitzt haben

Für die Prognose künftiger Bewegungen wurde bisher ein Standardansatz verwendet der darin besteht, Bewegung auf der Grundlage einer angenommenen Reibungsspannung zwischen der Basis des Gletschereises und einem darunter liegenden harten Gesteinsbett zu modellieren. Doch diese Methode ist offenbar falsch.

Die Geologin Leigh Stearns und der Geograf Cornelis van der Veen von der US-Universität Kansas berichteten kürzlich in der Zeitschrift „Science“, dass sich das Eis an 140 untersuchten Mündungen der Gletscher schneller ins Meer bewegt, als es die Simulationen vorhersagen.

In der Nähe von Gletscher-Enden, wo das Basisgleiten den Eisfluss kontrolliert, verwenden die meisten Vorhersagemodelle eine Gleitparameterisierung, die theoretisch für den Gletscherfluss über einem harten Bett abgeleitet wurde. Man orientierte sich daher an Modellen die davon abgeleitet sind, wie schnell Blätter über den Boden gleiten.

Die Reibung an der Unterseite des Eises ist aber bislang falsch modelliert worden – womöglich sei vielerorts der Untergrund einfach glatter. Außerdem dürfte es einen starken Zusammenhang zwischen Gleitgeschwindigkeit und Nettodruck am Gletscherbett. Dieser letzte Befund stimmt mit früheren Beobachtungen von Berggletschern überein, die von der glaziologischen Gemeinschaft weitgehend übersehen wurden.

Wenn Eis nicht gleitet, sondern fließt

Aber vielleicht geht es gar nicht darum, wie das Eis gleitet – sondern wie es fließt. Gleiten bezieht sich auf das Geschehen unter dem Eis. Fließen hingegen auf die Vorgänge im Eis. Wie bedeutend dieser Unterschied ist, zeigt ein Blick in die Vergangenheit.

Forscher um den Geochemiker Jörg Schäfer von der New Yorker Columbia University präsentierten Ende 2016 in der Zeitschrift „Nature die Auswertung eines Bohrkerns ziemlich genau aus der Mitte der Insel. Bei 73 Grad Nord, 38 Grad West, am höchsten Punkt des Schildes – also genau an der Eisscheide, von der aus Material sowohl nach Westen als auch nach Osten abfließt –, hatten Forscher Anfang der Neunzigerjahre einen drei Kilometer langen Eisbohrkern geborgen.

Schäfer interessierte sich für jene alleruntersten anderthalb Meter, die nicht mehr aus Eis bestanden – sondern aus massivem Fels. In diesem hatte er nach Spuren von Beryllium- und Aluminium-Isotopen gesucht. Die entstehen beim Kontakt mit kosmischer Strahlung, welche wiederum vom Eis abgefangen wird.

Wäre Grönland im Erdzeitalter Pleistozän (grob gesprochen: während der letzten rund 2,6 Millionen Jahre) stets eisbedeckt gewesen, so hätten die Forscher deutlich weniger dieser Isotope entdecken müssen. Die zerfallen nämlich mit der Zeit. Tatsächlich fanden sie aber so viele, dass sie schlussfolgerten: „Grönland war während langer Zeitabschnitte im Pleistozän nahezu eisfrei.“

Und das bedeutet, dass gewaltige Eismassen damals die Pforten an der Küste wiederholt und nach geologischen Maßstäben binnen relativ kurzer Zeit passiert haben müssten.

Klimawandel: Schneller als erlaubt

© ZEIT-Grafik

„Nur mit schnellerem Gleiten kann man das nicht erklären“, sagt Anders Levermann. „Es gibt eine Menge Ideen dazu: zur Reibung am Boden, zum Abbrechen, zum fehlenden Gegendruck von der Wasserseite, wenn dort das Meereis schwindet.“

Levermann bereitet laut „Zeit“ am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung gerade selbst einen Fachaufsatz vor. Seine Vermutung geht in eine andere, deutlich beunruhigendere Richtung. Und die hat mit dem Unterschied zwischen Fließen und Gleiten zu tun.

„Wenn Eis gleitet, dann mehr oder weniger als Block, dann entsteht die Reibung mit dem Untergrund und nicht innerhalb des Eises. Fundamental anders ist das Fließen, es findet innerhalb des Eises statt“, erklärt Levermann und sagt dann: „Ich vermute, dass Eis viel schneller fließen kann als bislang angenommen.“

Stimmt das, dann steckt in den heutigen Computersimulationen ein falsches Fließmodell. „Es kann sein, dass wir da auf einem Auge blind sind“, sagt Anders Levermann, und ergänzt: „Es kann also noch schlimmer sein, als unsere Modelle bisher zeigen.“

Denn anders als eine Fehleinschätzung beim Gleiten, welches sich auf Stellen mit direktem Bodenkontakt beschränkt, bezieht sich das Fließen auf die gesamte Masse des Eisschilds. Was das angesichts einer besonders starken Erwärmung in der Arktis bedeutet? Das Gleiten spiele nur für eine begrenzte Menge an Eis eine Rolle, sagt der Forscher, da seien nur „ein paar Zentimeter Meeresspiegelanstieg“ drin. „Wenn das Eis aber schneller zu fließen anfängt, dann wird es richtig ernst.“

Messungen zeigen, dass der Meeresspiegel in den vergangenen Jahren bereits stärker angestiegen ist als prognostiziert. Entsprechend gelten die Prognosen des Weltklimaberichts, wonach bis 2100 mit weniger als einem halben Meter (bei konsequentem Klimaschutz) bis zu knapp einem Meter (bei hohen Emissionen) zu rechnen ist, inzwischen als zu niedrig. Die Lösung des Eis-Rätsels dürfte für die nächste Korrektur nach oben sorgen.